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絕對值的幾何問題

生活 更新时间:2025-02-03 03:54:00

如果問初一學生有理數哪部分内容最難,相信很多學生會回答,絕對值!今天讓我們一起梳理絕對值的知識點和解題方法,幫學生輕松攻克絕對值!

絕對值有兩個意義:

(1)代數意義:非負數(包括零)的絕對值是它本身,負數的絕對值是它的相反數。即|a|=a(當a≥0) , |a|=-a (當a<0)

(2)幾何意義:一個數的絕對值等于數軸上表示它的點到原點的距離。

靈活應用絕對值的基本性質:

(1)|a|≥0;(2)|ab|=|a|·|b|;(3)|a/b|=|a|/|b|(b≠0)(4)|a|-|b|≤ |a+b|≤|a|+|b|;(5)|a|-|b|≤ |a-b|≤|a|+|b|;

絕對值的幾何問題(用絕對值的幾何意義輕松求解最值問題)1

點A、B在數軸上分别對應的數為a、b,則A、B兩點間的距離表示為|AB|=|a-b|,利用絕對值的距離公式找最小值,是考試中的一個難點。現在跟随老師的腳步,從特色到一般出發,一起探究做此題的套路吧,這一類題就都可以解決啦!

【問題提出】|a﹣1| |a﹣2| |a﹣3| … |a﹣2019|最小值是多少?

【閱讀理解】

為了解決這個問題,我們先從最簡單的情況入手.|a|的幾何意義是a這個數在數軸上對應的點到原點的距離.那麼|a﹣1|可以看做a這個數在數軸上對應的點到1的距離;|a﹣1| |a﹣2|就可以看作a這個數在數軸上對應的點到1和2兩個點的距離之和.下面我們結合數軸研究|a﹣1| |a﹣2|的最小值.

我們先看a表示的點可能的3種情況,如圖所示:

(1)如圖①,a在1的左邊,從圖中很明顯可以看出a到1和2的距離之和大于1.

(2)如圖②,a在1和2之間(包括在1,2上),可以看出a到1和2的距離之和等于1.

(3)如圖③,a在2的右邊,從圖中很明顯可以看出a到1和2的距離之和大于1.

【問題解決】

(1)|a﹣2| |a﹣5|的幾何意義是______.請你結合數軸探究:|a﹣2| |a﹣5|的最小值是_____.

(2)|a﹣1| |a﹣2| |a﹣3|的幾何意義是_____.請你結合數軸探究:|a﹣1| |a﹣2| |a﹣3|的最小值是 ______,并在圖④的數軸上描出得到最小值時a所在的位置,由此可以得出a為 ______.

(3)求出|a﹣1| |a﹣2| |a﹣3| |a﹣4| |a﹣5|的最小值.

(4)求出|a﹣1| |a﹣2| |a﹣3| … |a﹣2019|的最小值.

【拓展應用】

請在圖⑤的數軸上表示出a,使它到2,5的距離之和小于4,并直接寫出a的範圍.

絕對值的幾何問題(用絕對值的幾何意義輕松求解最值問題)2

絕對值的幾何問題(用絕對值的幾何意義輕松求解最值問題)3

【分析】(1)根據絕對值的幾何意義結合數軸即可求解;

(2)由題意可得出,取中間值a=2時,求得最小值;

(3)由題意可得出,取中間值a=3時,求得最小值;

(4)由題意可得出,取中間值a=1010時,求得最小值.

【解答】(1)|a﹣2| |a﹣5|的幾何意義是a這個數在數軸上對應的點到2和5兩個點的距離之和;

a在5和2之間時(包括在5,2上),

絕對值的幾何問題(用絕對值的幾何意義輕松求解最值問題)4

可以看出a到5和2的距離之和等于3,

此時|a﹣2| |a﹣5|取得最小值是3;

故答案為:a這個數在數軸上對應的點到2和5兩個點的距離之和;3.

(2)|a﹣1| |a﹣2| |a﹣3|的幾何意義是a這個數在數軸上對應的點到1、2和3三個點的距離之和.

a取中間數時,絕對值最小,|a﹣1| |a﹣2| |a﹣3|的最小值是1 0 1=2;

如圖所示:

絕對值的幾何問題(用絕對值的幾何意義輕松求解最值問題)5

故答案為:a這個數在數軸上對應的點到1、2和3三個點的距離之和;2;2.

(3)當a取中間數3時,絕對值最小,

|a﹣1| |a﹣2| |a﹣3| |a﹣4| |a﹣5|的最小值是:2 1 0 1 2=6.

(4)當a取中間數1010時,絕對值最小,

|a﹣1| |a﹣2| |a﹣3|… |a﹣2019|的最小值為:

1009 1008 1007 … 1 0 1 2 3 … 1009=1009×(1009 1)=1019090.

【點評】此題主要考查了絕對值的性質,解這類問題的基本步驟是:求零點、分區間、定性質、去符号、即令各絕對值代數式為0,得若幹個絕對值為零的點,這些點把數軸分成幾個區間,再在各區間内化簡求值即可.

絕對值的幾何問題(用絕對值的幾何意義輕松求解最值問題)6

牛刀小試:

上面的例題你學會了嗎?那麼我們來挑戰一下自己吧!

1、若|a|=a+1,|x|=2ax,且|x+1|+|x-5|+2|x-m|的最小值是7,則m等于多少?

2、如圖,一條街道旁有五幢居民樓.某大桶水經銷商統計各樓居民每周所需大桶水的數量如下表:

絕對值的幾何問題(用絕對值的幾何意義輕松求解最值問題)7

他們計劃在這條街道上租賃一間門市房,設立大桶水供應點.若僅考慮這五幢樓内的居民取水所走路程之和最小,可以選擇的地點應在什麼地方?

【反思】理解絕對值的幾何意義是關鍵.結合數軸求兩點之間的距離,形象直觀,滲透數形結合的思想.求x到n個點距離和的最小值總結:(1)如果有奇數個點,當動點處在最中間那個點的位置時,它到所有點的距離之和最小。(2)如果有偶數個點,當動點處在最中間的兩個點之間時,它到所有點的距離之和最小。用一句話來記憶,就是奇中偶範。即奇數個點時,取最小值是在最中間的點。偶數個點時,取最小值是在最中間的兩個點之間的範圍内都可以。

絕對值的幾何問題(用絕對值的幾何意義輕松求解最值問題)8

常用解題方法:(1)化簡絕對值:分類讨論思想(即取絕對值的數為非負數和負數兩種情況);(2)運用絕對值的幾何意義:數形結合思想,如絕對值最值問題等。(3)零點分段法:求零點、分段、區段内化簡、綜合。

希望孩子們通過此次對絕對值的學習能夠逐漸形成分類讨論的思想,利用數形結合等方法慢慢培養自己的觀察、模仿、總結的能力,在新初一有個好的開始喲。

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